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蘇格蘭發現的2.3億年前神秘化石揭示了翼龍的起源

化石


蘇格蘭發現的2.3億年前神秘化石揭示了翼龍的起源


這個重建模型告訴我們 ， 大約2.31億年前，在如今的蘇格蘭地區，兩只泰勒斯克列羅龍（Scleromochlus taylori）相互環繞著，生活在悶熱的環境中 。新研究發現，斯克列羅龍屬（Scleromochlus）是一種兔蜥科動物，它是古代飛行爬行動物翼龍的近親 。RENDERING BY GABRIEL UGUETO

蘇格蘭發現的2.3億年前神秘化石揭示了翼龍的起源


對斯克列羅龍的重建基于對化石砂巖板的高分辨率x射線掃描，這些掃描只保留了這種生物的骨骼印跡 。供圖：MATT HUMPAGE, NORTHERN ROGUE STUDIOS

蘇格蘭發現的2.3億年前神秘化石揭示了翼龍的起源


新的掃描成功地恢復了斯克列羅龍頭骨的新細節，包括它的鼻子和下巴的后部 。重建：MATT HUMPAGE, NORTHERN ROGUE STUDIOS
據國家地理中文網（插圖：GABRIEL UGUETO 撰文：MICHAEL GRESHKO 譯者：張淏然）：自1907年以來，古生物學家們一直對在2.31億年前的古沙丘中形成的奇怪化石感到困惑，這些化石現在位于蘇格蘭境內 。這些化石沒有保存任何骨骼：只有刻在顆粒狀砂巖上的骨骼輪廓 。為了研究這些印記，科學家們曾經將蠟或塑料倒在石板上，然后再其剝掉——這項技術揭示了一個奇怪的現象 。剝離的材料表明 ， 它是一種8英寸長的爬行動物，看起來后肢很長，脖子很短，肋骨短得出奇 ， 頭部超大 。
這種生物被命名為斯克列羅龍，自從被發現以來，它就在爬行動物的族譜上“徘徊”，幾代科學家都在試圖確定它的身份 。研究人員也在努力重現它的生活方式 ， 比如這種生物是否像今天的跳鼠和其他會跳躍的嚙齒動物一樣，跳過古老的沙丘 。如今，在一個多世紀后，由于新的解剖學發現，斯克列羅龍的神秘面紗被揭開了——這可能有助于科學家了解翼龍的進化，翼龍是一種與恐龍生活在一起的飛行爬行動物 。
今天發表在《自然》雜志上的高分辨率x射線掃描揭示了以前從未見過的解剖特征，將斯克列羅龍歸類為一種名為兔蜥科的爬行動物，這種爬行動物生活在大約2.4億年到2.01億年前的三疊紀末期 。該研究的主要作者 ， 弗吉尼亞理工大學和英國伯明翰大學的古生物學家Davide Foffa在蘇格蘭國家博物館進行了這項研究，他說：“在發現斯克列羅龍的時候，它只是一種奇怪的生物……所以很難理解 ?！?br>兔蜥科動物本身就很神秘：直到最近，大多數已知的化石都只包括后肢和頭骨的碎片 。但在2020年，Martín Ezcurra領導的一項具有里程碑意義的研究表明，兔蜥科與翼龍有許多相同的解剖學特征 。這一發現幫助科學家們填補了化石記錄中翼龍進化起源的空白 。
因為斯克列羅龍的化石幾乎是完整的骨架，“它們第一次讓我們更完整地了解了翼龍的解剖結構 ， ”阿根廷Bernardino Rivadavia自然科學博物館的古生物學家Ezcurra說，他沒有參與這項新研究 。
揭開斯克列羅龍的面紗
Foffa揭開斯克列羅龍面紗的序幕始于2018年，當時他加入了蘇格蘭國家博物館 ， 研究一組被稱為埃爾金爬行動物的三疊紀化石，之所以這樣命名，是因為它們來自蘇格蘭埃爾金鎮附近的巖石 。
這些爬行動物是進化史上一個關鍵時刻的縮影 。大約2.52億年前 ， 在二疊紀末期，地球經歷了迄今為止最嚴重的物種滅絕：現在的西伯利亞地區的火山釋放出大量變暖氣體，造成了災難性的溫室效應 。超過95%的物種在這次事件中滅絕，這一事件被稱為“大滅絕” 。
但在隨后的三疊紀早期，生命重新煥發生機并迅速多樣化，為今天的陸生脊椎動物群的發展創造了條件 ?！按笞匀恢皇窃谶M行實驗——你可以看到，它只是在嘗試新鮮的事物時，偶爾會偏離軌道，”古生物學家Natalia Jagielska說，她是蘇格蘭愛丁堡大學的博士生，沒有參與這項研究 。
為了研究這些爬行動物和它們神奇的解剖結構 ， Foffa和他的同事們打算用x射線對它們進行高分辨率掃描，將許多2D圖像疊加在一起，以3D重建化石的輪廓 。在成功掃描了埃爾金爬行動物（發現于蘇格蘭埃爾金鎮的二疊紀與三疊紀動物群）弱肋蜥（Leptopleuron）之后 ， Foffa將目光轉向了傳說中的斯克列羅龍 。
正如在他之前的幾代科學家所了解到的，要研究一個不在場、未成形的化石是很難的 。為了建立3D模型，Foffa花了一年多的時間，在對斯克列羅龍的砂巖板進行x光檢查時，識別出了氣穴 ， 同時還計算了石頭上的裂縫 。最終，Foffa和他的同事們看到了蠟無法記錄的微小和精細的細節 。
這種生物的肋骨比之前的研究記錄的要長，前肢和尾巴也是 。Foffa成功重建了完整的手和腳，這在此前從未有過 。最關鍵的是，Foffa可以看到斯克列羅龍的股骨末端 ， 這證實了它是一種兔蜥科動物 。
了解翼龍
既然斯克列羅龍已經加入了兔蜥的行列，那么這個化石就可以幫助科學家來研究翼龍了：翼龍第一個實現動力飛行的脊椎動物 。在我們現代人看來，這些生物既怪異又奇妙，它們是一個非常多樣化的群體，不同于今天生存的任何生物，其中包括一些有史以來最大的飛行動物 。但是把它們的進化故事拼湊起來是很棘手的 。
在某種程度上，這一挑戰歸結于化石記錄的許多偏差 。翼龍的骨骼是中空的，所以它們在飛行時重量很輕 ， 但極其脆弱 。在三疊紀早期，當翼龍首次出現在地球上時，古地球上對化石友好的環境并不像后期那么多 。
因此，翼龍起源的化石記錄有大約3000萬年的空白 。已知最古老的翼龍生活在2.2億年前，是完全成型的飛行恐龍，幾乎沒有提供任何關于之前的線索 。2020年，Ezcurra發現了兔蜥是翼龍的姐妹類群 ， 這一發現將化石記錄的空白縮小到約1800萬年 。
然而，剩余的缺口卻是難以填補的：無論是斯克列羅龍還是其他任何兔蜥科動物都沒有拉長的第四指，即翼龍支撐翅膀的方式 ?！斑@并不容易 ， 但我們不能停止尋找，”Ezcurra說 。
雖然沒有一根硬骨頭保存下來 ， 但它的骨骼印記結合在一起，為科學家們提供了迄今為止最完整的兔蜥科化石 。它似乎也屬于兔蜥科家族樹中最古老的分支之一 ， 這意味著它進一步揭示了翼龍祖先的特征 。
斯克列羅龍對攀爬沒有明顯適應力，但長期以來，人們一直假設翼龍的滑翔祖先具有這種特征 。它的盆骨也缺乏跳躍生物（如跳鼠）的骨骼增強 。相反，斯克列羅龍很可能會用后肢蹦蹦跳跳 ， 或者開始用四肢行走，這意味著兔蜥科和翼龍的祖先可能以類似的方式活動 。
Jagielska說：“當你觀察翼龍和兔蜥的共同祖先時，會發現它不怎么會飛，而是很“接地氣”，有一雙粗壯的腳 ?！薄斑@個故事可能會更有趣 ?！?br>未來對化石的研究可能會提供更多細節：Foffa的目標是建立一個斯克列羅龍圖譜集，利用掃描數據建立化石的永久數字記錄 。通過公布這些數據，Foffa的團隊希望促進對這種奇怪生物的持續討論 。
他說：“如果爭論延續一百年 ， 那也沒關系 。”“事情就是這樣的！”